Bilim dünyasında zaman ölçümünde yeni bir dönemin kapısı aralandı. Bilim insanları, 70 yılı aşkın süredir en hassas zaman ölçüm araçları arasında yer alan atomik saatlere alternatif olabilecek nükleer saatleri çalıştırmayı başardı.
Nature dergisinde yayımlanan iki ayrı araştırmada tanıtılan sistem, zamanı ölçmek için atomlardaki elektronların enerji seviyeleri arasındaki geçişler yerine, atom çekirdeğindeki enerji değişimlerinden yararlanıyor.
ATOMİK SAATLERE ALTERNATİF OLABİLİR
Atomik saatler, elektronların farklı enerji seviyeleri arasındaki geçişleri ölçerek zamanı son derece hassas biçimde belirliyor. GPS gibi teknolojilerin yanı sıra temel fizik deneylerinde de kullanılan bu sistemler, günümüzde zaman ölçümünün en önemli araçları arasında bulunuyor.
Nükleer saatlerde ise ölçümün merkezinde atomun elektronları yerine çekirdeği yer alıyor. Atom çekirdeğinin dış etkenlere karşı elektronlara kıyasla daha az hassas olması, bu sistemlerin çevresel koşullardan daha az etkilenmesini sağlayabilir.
Araştırmacılar, bu özelliğin gelecekte çok daha kararlı ve hassas zaman ölçümlerinin yapılmasına imkan verebileceğini belirtiyor.
KARANLIK MADDE ARAŞTIRMALARINDA KULLANILABİLİR
Yeni teknolojinin kullanım alanı yalnızca zaman ölçümüyle sınırlı olmayabilir. Bilim insanları, nükleer saatlerin evrendeki gizemli karanlık maddenin araştırılmasında da kullanılabileceğini düşünüyor.
Karanlık maddenin doğrudan gözlemlenememesi nedeniyle varlığı ve özellikleri uzun süredir fizik dünyasının en önemli soruları arasında yer alıyor. Nükleer saatlerin olağanüstü hassasiyete ulaşması halinde, temel fizik sabitlerindeki çok küçük değişimlerin tespit edilmesine ve karanlık maddeye ilişkin yeni ipuçlarının elde edilmesine katkı sağlayabileceği değerlendiriliyor.
FİKRİN TEMELİ 2003'TE ATILDI
Nükleer saat fikrinin temelleri 2003 yılında atıldı. Araştırmacılar o dönemde, atom çekirdeklerinin enerji seviyelerindeki geçişlerin son derece hassas bir zaman ölçüm mekanizması olarak kullanılabileceğini ortaya koydu.
Bu amaç için özellikle toryum-229 elementi öne çıktı. Toryum-229'un çekirdeğindeki düşük enerjili geçiş, nükleer saat geliştirmek için uygun bir yapı olarak değerlendirildi.
Yıllar süren çalışmaların ardından bilim insanları, bu teoriyi çalışan bir sistem haline getirmeyi başardı.
TEKNOLOJİNİN ÖNÜNDE HÂLÂ ENGELLER VAR
Nükleer saatlerin çalıştırılması önemli bir bilimsel başarı olsa da teknoloji henüz mevcut en gelişmiş atomik saatlerin hassasiyetine ulaşmış değil.
Araştırmacılar, sistemin kararlılığının geliştirilmesi ve daha güçlü lazer teknolojilerinin kullanılmasıyla nükleer saatlerin performansının önemli ölçüde artırılabileceğini belirtiyor.
Bilim insanlarına göre bu gelişmelerin tamamlanması halinde nükleer saatler, yalnızca daha hassas zaman ölçümleri yapılmasını sağlamakla kalmayıp temel fizik araştırmalarında da yeni bir dönemin başlamasına katkıda bulunabilir.
